Người ta đã biết vận tốc của ánh sáng. Vậy bóng tối có vận tốc không?

Bạn có một câu hỏi rất hay.

Bóng tối có vận tốc, nhưng vận tốc của bóng tối là bao nhiêu thì phụ thuộc vào cách bạn định nghĩa.

Theo cách thứ nhất thì bóng tối có vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng. Đây là vận tốc của bóng tối trong không gian. Tôi sẽ lấy một ví dụ đơn giản. Chúng ta biết rằng ánh sáng đi từ mặt trời tới Trái Đất mất hơn 8 phút. Giả sử mặt trời giống như một chiếc bóng đèn, nếu bạn tắt "bóng đèn mặt trời" đi thì 8 phút sau ở Trái Đất chúng ta vẫn nhìn thấy mặt trời, và không biết rằng chiếc bóng đèn đã tắt, bởi vì bóng tối chưa đi tới Trái Đất. Bóng tối cũng mất hơn 8 phút, đúng bằng thời gian mà ánh sáng cần, để đi từ mặt trời tới Trái Đất.

Theo cách thứ hai thì vận tốc của bóng tối được quyết định bởi vận tốc của vật chắn sáng, vận tốc ánh sáng, và cấu trúc được dùng để tạo ra bóng tối. Đây là vận tốc mà những cái bóng di chuyển trên màn chắn. Chẳng hạn, khi bạn di chuyển ngoài trời nắng thì cái bóng của bạn cũng di chuyển trên mặt đất, và vận tốc của cái bóng xấp xỉ vận tốc của bạn. Trong trường hợp tổng quát hơn, vận tốc của cái bóng tại một vị trí bất kì có thành phần vuông góc với tia sáng bằng với thành phần vận tốc vuông góc với tia sáng của phần tương ứng trên vật cản sáng. Theo cách định nghĩa này vận tốc của cái bóng của một vật tại một thời điểm không phải là một giá trị cố định, nó là một hàm của cả thời gian và tọa độ trong không gian, và nó hoàn toàn có thể lớn hơn vận tốc ánh sáng (lưu ý rằng với định nghĩa này thì bóng tối không phải một thực thể vật lý, và thực sự thì không có gì di chuyển cả).

Ánh sáng là 1 luồng hạt photon di chuyển với vận tốc tối đa là c (theo khoa học hiện nay). Còn bóng tối là khi không gian thiếu đi ánh sáng.

Ta có thể thấy, ánh sáng cụ thể là 1 hạt photon là 1 vật. Vận tốc là 1 đại lượng được gắn với 1 vật thể (vận tốc của cái gì). Nên ánh sáng có vận tốc. Nhưng bóng tối, nó chỉ là không gian khi ko có ánh sáng. Vậy thì bóng tối không phải là 1 vật, nó chỉ như 1 trạng thái của không gian. Mà trạng thái thì không phải là 1 vật nên nó không có vận tốc.

Câu hỏi bạn đặt ra có lẽ do sự nhầm lẫn về nghĩa của chữ ánh sáng, do ta thường dùng ánh sáng là từ đối nghĩa với bóng tối. Nhưng thực ra thì từ đối nghĩa với bóng tối phải là đc chiếu sáng, hay độ sáng mới hợp lý, từ ánh sáng mang nghĩa như này để chỉ trạng thái chứ ko phải là chỉ 1 vật như ánh sáng mặt trời.

Tóm lại, bóng tối chỉ như là 1 trạng thái của vật (không gian) nên nó ko có vận tốc.